CN102507070A - 土壤负压计无汽水制作加注一体装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种土壤负压计无汽水制备加注一体装置，属于水利工程领域，其IPC专利分类号为E02B 1/00。该装置包括真空泵、气体加压泵、储气罐、储水罐和注水头，一定量清水经进水口进入储水罐，启动真空泵抽开始取系统内的空气，储水罐里的水中大部分溶解的空气被抽出。然后启动气体加压泵，根据需要调整系统内气压，通过加注设备将无汽水压入土壤负压计。本发明克服了土壤负压计无汽水制备、加注过程中效率低下，人工劳动强度大、不适宜开展大规模土壤负压计维护的缺点。同时，装置中的液体、气体过滤装置可以实现对液体、气体中杂质的过滤，储气罐和储水罐上的法兰连接装置可方便罐体拆卸清理，大大提高了出水质量，该装置具有很高的应用价值。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种土壤负压计无汽水制作加注一体装置，属于水利工程领域，其IPC专利分类号为E02B 1/00。
二、背景技术
土壤负压计是一种用于测定土壤中负压的设备，土壤负压的值的大小可以表征土壤中水分势能的状况，是指导农田灌溉的重要参数。随着能量观点被引入土壤学、生态学、水资源学以及资源与环境科学等相关学科的研究中，土壤负压计也逐渐被广泛运用到各种土壤水分运移试验研究中。常见的土壤负压计需要使用无汽水(溶解有较少空气的纯净水)和水银作为传导压力的介质。其中无汽水一般需要用户自己制备，然后使用医用注射器将无汽水注入土壤负压计，这种方法不仅容易在操作过程中使空气大量溶入无汽水，而且效率低下，特别是在对大量土壤负压计维护过程中，无汽水的制备、加注工序增加了相关研究工作人员的工作量。因此，需要研发一种土壤负压计无汽水制作、加注一体装置，提高无汽水的制备、加注的工作效率，而且要求实现装置安全运行、成本较低，能够为垂直高于装置10m处的土壤负压计快速加注无汽水，为推动我国土壤水分运移和农田灌溉研究提供重要的设备条件支持。
三、发明内容
本发明根据多年的研究试验结果，提出一种土壤负压计无汽水制作加注一体装置的制作方法。
本发明的技术方案是，一种土壤负压计无汽水制作加注一体装置，包括真空泵、气体加压泵、储气罐、储水罐和注水头，所述储水罐的上部设置进水管道，底部设置排水管道，所述进水管道的进水口下部设置有进水管道阀门和筛网过滤器；所述真空泵、储气罐和储水罐通过连接管道顺序连接，在所述储气罐内设置有过滤层，所述过滤层由活性炭和/或海绵组成；所述加压泵通过气体加压管道与所述储水罐连接，在所述气体加压管道上设置有压力限制放气阀和气体加压管道阀门；所述注水头通过注水头延长软管连接在所述储水罐的下部；所述连接管道及所述气体加压管道通过所述储水罐的上部与所述储水罐连接。
所述储水罐和储气罐由有机玻璃制成。
所述有储水罐由上下两部分组成，通过储水罐连接法兰密封连接在一起。
所述储气罐由上下两部分组成，通过储气罐连接法兰密封连接在一起。
所述储气罐上设置有负压表。
所述连接管道上设置有真空管道阀门，所述注水头延长软管上设置有注水阀门，所述排水管道上设置有排水管道阀门。
该技术方案适合于大量的土壤负压计的无汽水制备、加注工作，与常规的土壤负压计的无汽水制备、加注方式相比较，可以有效提高工作效率，降低人工劳动强度，提高我国土壤负压计大规模应用的装备水平。
本发明针对土壤负压计无汽水制备、加注过程中效率低下，人工劳动强度大、不适宜开展大规模土壤负压计维护的主要问题。采用土壤负压计无汽水制作、加注一体装置可以很好的解决上述缺点。同时，装置中的液体、气体过滤装置可以实现对液体、气体中杂质的过滤，储气罐和储水罐上的法兰连接装置可方便罐体拆卸清理，大大提高了出水质量，该装置具有很高的应用价值。
四、附图说明
图1为本发明的土壤负压计无汽水制作加注一体装置示意图。
图中，1为真空泵，2为气体加压泵，3为真空管道阀门，4为气体加压管道阀门，5为负压表，6为压力限制放气阀，7为过滤层，8为储气罐连接法兰，9为储气罐，10为PVC连接管道，11为储水罐，12为进水管道阀门，13为进水口，14为筛网过滤器，15为储水罐连接法兰，16为注水管道阀门，17为排水管道阀门，18为排水口，19为注水头，20为注水头延长软管。
五、具体实施方式
如图1所示，本发明的土壤负压计无汽水制作加注一体装置，同时包括了无汽水制作和加注部件，具体包括真空泵1、气体加压泵2、储气罐9、储水罐11和注水头19。所述储水罐11的上部设置进水管道，底部设置排水管道，所述进水管道的进水口13下部设置有进水管道阀门12和120目筛网过滤器14。所述真空泵1、储气罐9和储水罐11通过PVC连接管道10顺序连接，在所述储气罐9内设置有过滤层7，所述过滤层7由活性炭和/或海绵组成。所述加压泵2通过气体加压管道与所述储水罐11连接，在所述气体加压管道上设置有压力限制放气阀6和气体加压管道阀门4。所述注水头19通过注水头延长软管20连接在所述储水罐11的下部。所述连接管道10及所述气体加压管道与所述储水罐11的连接处位于所述储水罐11的上部。
所述储水罐11和储气罐9的材料优选有机玻璃。所述储水罐11和储气罐9由上下两部分组成，分别通过连接法兰15和8密封连接在一起。所述储气罐9上设置有负压表5。
所述连接管道10上设置有真空管道阀门3，所述注水头延长软管20上设置有注水阀门16，所述排水管道上设置有排水管道阀门17。
120目筛网过滤器14用于将加入储水罐11中的清水中的微小颗粒物滤出，保证水体清洁。制备无汽水时，系统内位一个密闭的整体，真空泵1用于为系统内部提供持续的低压环境，促使储水罐11的水中溶解的空气释放、排出。活性炭和/或海绵过滤层7用于吸虑真空泵1工作过程中排放的真空润滑油微小颗粒，保证制制备过程对水的污染影响。向负压计系统加注无汽水时，气体加压泵2用于向系统内施加压力，将储水罐11中的无汽水压出系统。压力限制放气阀6用于将加压后的装置内部压力限制在0.15MPa左右，保证系统安全运行。在压力作用下，将储水罐11中的无汽水压出系统进入负压计，由于加注速度快，仅有微量空气在气压作用下返回水中，不会造成无汽水的质量明显下降。罐体连接法兰8、15，用于方便罐体拆卸、清洁。排水管道阀门17用于将储水罐11内部多余的水排除，注水头19用于连接土壤负压计注水口，通过控制注水管道阀门16控制向土壤负压计注水。装置部件之间由直径20mm的PVC连接管道10和直径2-4mm的注水头延长软管20连接。
一定量清水经进水口13进入储水罐11，启动真空泵抽1开始取系统内的空气，保证抽取时间不少于5小时，此时储水罐里的水中大部分溶解的空气被抽出。然后启动气体加压泵2，根据需要调整系统内气压，通过注水头19将无汽水压入土壤负压计。
在装置运行时，需注意各动力部件同各控制阀门之间的配合。在向系统内加水时，只需要开启真空泵1和控制阀门3、12。制水过程中要将除控制阀门3之外的所有阀门关闭。气体加压泵加压向外注水时要将除控制阀门4、16之外的所有阀门关闭。在设备闲置时，适时更换储气罐中的活性碳、海绵过滤层7，并清洗筛网过滤器14。
Claims (5)
1.一种土壤负压计无汽水制作加注一体装置及方法，包括真空泵(1)、气体加压泵(2)、储气罐(9)、储水罐(11)和注水头(19)，所述储水罐(11)的上部设置进水管道，底部设置排水管道，所述进水管道的进水口(13)下部设置有进水管道阀门(12)和筛网过滤器(14)；所述真空泵(1)、储气罐(9)和储水罐(11)通过连接管道(10)顺序连接，在所述储气罐(9)内设置有过滤层(7)，所述过滤层(7)由活性炭和/或海绵组成；所述加压泵(2)通过气体加压管道与所述储水罐(11)连接，在所述气体加压管道上设置有压力限制放气阀(6)和气体加压管道阀门(4)；所述注水头(19)通过注水头延长软管(20)连接在所述储水罐(11)的下部；所述连接管道(10)及所述气体加压管道通过所述储水罐(11)的上部与所述储水罐(11)连接。
2.根据权利要求1所述的土壤负压计无汽水制作加注一体装置，其特征在于，所述储水罐(11)和储气罐(9)由有机玻璃制成。
3.根据权利要求1或2所述的土壤负压计无汽水制作加注一体装置，其特征在于，所述储水罐(11)由上下两部分组成，通过储水罐连接法兰(15)密封连接在一起。
4.根据权利要求1或2所述的土壤负压计无汽水制作加注一体装置，其特征在于，所述储气罐(9)由上下两部分组成，通过储气罐连接法兰(8)密封连接在一起。
5.根据权利要求1或2所述的土壤负压计无汽水制作加注一体装置，其特征在于，所述储气罐(9)上设置有负压表(5)。
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